"Эта работа связывает воедино две классические проблемы биологии растений, одна из которых касается противостояния заморозкам, что, как считалось, связано со способностью растений каким-то образом изменять состав своих клеточных мембран. Вторая касается обнаружения до сих пор загадочного гена, отвечающего за синтез определенных липидов, образующих мембраны в хлоропластах, растительных клетках, отвечающих за переработку солнечной энергии в химическую", - прокомментировал работу ведущий автор, профессор Кристофер Беннинг (Christoph Benning), слова которого приводит пресс-служба Мичиганского университета. В своей работе с мутантными видами широко распространенных сорных растений Arabidopsis thaliana команда Беннига выявила определенный ген, отвечающий за синтез липида - биологической молекулы, относящейся к жировой ткани, которая защищает клеточные мембраны растений от заморозков.
Чаще всего вред от воздействия низких температур заключается в обезвоживании - выведении воды из клетки по мере ее кристаллизации - из-за которого происходит повреждение клеточной мембраны или ее органелл. Устойчивые к заморозкам растения, как показали ученые, умеют выводить липиды из состава клеточных мембран и превращать их в масла, хранящиеся в виде отдельных капель в растительной ткани. Это сохраняет целостность мембраны, предохраняет клетки от слипания и слияния друг с другом и позволяет "запасти" энергию в виде масел.
Это означает, что растениям для противостояния заморозкам не нужно проходить акклиматизацию - они изначально либо приспособлены к низким температурам, либо нет.
Авторы статьи признают, что описанный ими механизм далеко не единственный, определяющий способность растений к противостоянию заморозкам. Поэтому в данный момент сложно сказать, насколько быстро появятся генетически модифицированные сорта тропических растений, пригодные для выращивания в умеренных широтах. Тем не менее, в свете нарастающих глобальных климатических проблем и ужесточения рисков сокращения запасов пресной воды на планете понимание механизмов противостояния растений суровым условиям может существенно помочь сельскому хозяйству.
"Эта работа открывает дорогу специалистам, занимающимся исследованиями в этой области, позволяет им перенаправить свои усилия в новое русло. Многие из них пытаются понять, как растения противостоят засаливанию почв, засухам и заморозкам. В своей публикации мы описываем один из подобных механизмов", - подытожил Беннинг.